空间——栅格数据的空间(一)资料

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,空间分析,栅格数据的空间分析应用,主讲：赖格英教授,江西师范大学地理与环境学院,一、基于栅格数据的空间分析的简介,距离制图（Distance）,是根据每一栅格相距其最近要素（也称“源”）的距离分析制图，从而反映每一栅格与其最邻近源的相互关系。通过距离制图可以获得很多相关信息，指导人们进行资源的合理规划和利用。,例如：飞机失事紧急救援时从指定地区到最近医院的距离；消防、照明等市政设施的布设及其服务区域的分析等。,密度制图,密度制图根据输入的要素数据集计算整个区域的数据聚集状况，从而产生一个连续的密度表面。密度制图主要是基于点数据生成的，以每个待计算格网点为中心，进行圆形区域的搜寻，进而来计算每个格网点的密度值。,表面分析,表面分析主要生成新的数据集，诸如等值线、坡度、坡向、山体阴影等派生数据，获得更多的反映原始数据集所暗含的空间特征、空间格局等信息。,表面分析的功能有：查询表面值、从表面获取坡度和坡向信息、创建等值线、面积和体积、数据重分类、将表面转化为矢量数据等。,统计分析,是基于栅格数据的一种空间统计分析，包括基于单元的统计（cell statistics）、邻域统计、分类区统计等内容。,可以统计栅格数据的：最小值、最大值、数值范围、数据总和、平均值、标准差、出现频率最高和最低的数值等。,重分类,重分类是基于栅格数据的原有数值，对原有数值重新进行分类整理从而得到一组新值并输出的方法。,重分类包括四种基本分类形式：,（1）新值代替：用一组新值代替原来的旧值。,（2）旧值合并：将原值重新组合分类。,（3）重新分类：以一种分类体系对原始值进行分类。,（4）空值设置：把指定值设置空值。,栅格计算,栅格计算是数据处理和分析最为常见的方法，也是建立复杂的应用数学模型的基本模块。,可以在ArcGIS下面进行算术运算（、/）、布尔运算（and、or、not）、关系运算（、=、=等）、函数运算（算术函数、三角函数、对数函数、指数函数、栅格数据空间分析函数等）。,二、实例应用学校选址,（一）背景,合理的学校空间位置布局，有利于学生的上课与生活。学校的选址问题需要考虑地理位置、学生娱乐场所配套、与现有学校的距离间隔等因素，从总体上把握这些因素能够确定出适宜性比较好的学校选址区。,（二）目的,通过练习，熟悉ArcGIS栅格数据距离制图、成本距离加权、数据重分类、多层面合并等空间分析功能；熟练掌握利用ArcGIS空间分析功能，分析类似学校选址等实际应用问题。,（三）数据,Landuse（土地利用数据）；,DEM（数字高程数据）；,Rec_sites（娱乐场所分布数据）；,School（现有学校分布数据）。,（四）要求,新学校选址需注意如下几点：,新学校应位于地势较平坦处；,新学校的建立应结合现有土地利用类型综合考虑，选址成本不高的区域；,新学校应该与现有娱乐设施相配套，学校距离这些设施愈近愈好；,新学校应避开现有学校，合理分布。,各数据层权重比为：距离娱乐设施占0.5，距离学校占0.25，土地利用类型和地势位置因素各占0.125。,实现过程运用ArcGIS的扩展模块（Extension）中的空间分析（Spatial Analyst）部分功能，具体包括：坡度计算，直线距离制图功能、重分类及栅格计算器等功能完成。,给出适合新建学校的适宜地区图，并作简要分析。,（五）实现的思路及流程,数据准备,土地利用图,高程图,娱乐场所分布图,学校分布图,计算坡度,距离娱乐场所,距离学校,派生数据,重分类,最终结果,（六）操作步骤,第一步：运行ArcGIS，加载Spatial Analyst模块，如果该模块没有激活，则单击Tools菜单下的Extension进行加载。,第二步：加载数据,Landuse（土地利用数据）；,DEM（数字高程数据）；,Rec_sites（娱乐场所分布数据）；,School（现有学校分布数据）。,第三步：设置空间分析环境,单击Spatial Analyst模块的下拉箭头，打开Options对话框，设置相关参数：,在General选项卡中，设置工作目录，,注意：工作目录和数据目录路径都不能出现中文字,；,第四步：计算派生数据,从DEM中派生坡度数据,从娱乐场所数据“rec_sites”中计算距离娱乐场所的直线距离数据,从学校数据中计算距离学校的直线距离数据,第五步：对派生数据重分类,重分类坡度数据集,把坡度数据重新分类成等间距的10类，并赋予建校适宜度数值，数值大小由坡度决定，平坦地适宜度数值大，反之，陡峭地适宜度数值小。平坦陡峭对应于适宜度大适宜度小（101）,重分类娱乐场所直线距离数据集,娱乐场所近远 对应于 适宜度101,重分类现有学校直线距离数据集,新学校距离现有学校比较远时适宜性好，仍分为10级，距离学校最远的单元赋值为10，距离学校最近的单元赋值为1。得到重分类学校距离图。,重分类土地利用数据集,土地利用对新建学校的适宜性有一定的影响。如在有湿地、水体分布区建学校的适宜性极差，于是在重分类时删除这两类，然后对剩下的其它土地利用类型重新赋值。,赋值如下：,Barren land 1,Forest 2,City center 3,Vegetable 4,Agriculture 5,Transtional 7,Public 10,第六步：适宜性分析,重分类以后，各个数据集都统一到相同的等级体系内，且每个数据集中那些被认为比较适宜性的属性都被赋予比较高的值。,给四种因素赋予不同的权重，然后合并数据集以找到最适宜的位置。,单击Spatial Analyst 下拉列表框中的Raster Calculator命令对各个重分类后数据集的合并计算，最终适宜性数据集的加权计算公式为：,Suit（最终适宜性）Reclassdisr（娱乐场所）0.5reclassdiss（现有学校）0.25reclassland（土地利用）0.125reclassslope（坡度）0.125,栅格计算器,得到最终适宜性数据集suit，并将适宜性大于8的区域提取出来，确定其为最佳选址区域。,The End,